Java并发编程框架深度解析

"Java自带并发框架使用指南" Java并发框架是自JDK 5.0开始引入的一个重要特性，旨在简化多线程编程并提高性能。这个框架包含了一系列的类和接口，使得开发者能够更安全、高效地实现并发操作。以下是对这个框架的关键知识点的详细解释： 1. **内置并发原语**： - `wait()`, `notify()`, `notifyAll()`：这些方法是基于对象锁的同步原语，用于线程间的通信和协作。它们存在于`Object`类中，但在实际使用中容易引发死锁和竞态条件。 - `synchronized`：关键字用于控制多线程对共享资源的访问，确保同一时间只有一个线程执行特定代码块。 - `volatile`：关键字确保共享变量的修改对所有线程可见，避免数据不一致。 2. **挑战与解决方案**： - 使用不当可能导致性能问题和错误，例如死锁、活锁和饥饿。 - 为了克服这些问题，Java提供了高级的并发工具，如`java.util.concurrent`包中的类和接口。 3. **并发编程策略**： - **ACID事务**：原子性、一致性、隔离性和持久性，是数据库事务的四大属性，也对并发编程有指导意义。 - **CAS（Compare and Swap）**：无锁编程的一种算法，用于原子地更新变量，减少锁的使用。 - **锁和阻塞**：包括独占锁、读写锁等，用于控制并发访问。 - **异步任务调度**：允许程序在后台执行任务，而不阻塞主线程。 4. **线程管理**： - **线程池**：通过`ExecutorService`和`ThreadPoolExecutor`，可以有效地管理和调度线程，避免频繁创建和销毁线程带来的开销。线程池可以限制并发任务的数量，防止资源耗尽。 5. **高级并发工具**： - **CountDownLatch**：用于等待一组任务完成，常用于启动并发测试。 - **CyclicBarrier**：让一组线程等待彼此到达某个点后一起继续。 - **Semaphore**：信号量，用于限制同时访问特定资源的线程数量。 - **Future** 和 `CompletableFuture`：代表异步计算的结果，可以查询是否完成，获取结果或设置回调。 6. **异步任务调度**： - 避免频繁创建新线程处理短任务，因为这会消耗大量资源。 - 使用线程池可以有效地调度任务，处理死线程，并限制同时运行的任务数量。 通过理解并熟练运用这些并发工具和策略，开发者可以编写出更加高效、可维护的多线程Java应用程序。Java并发框架极大地扩展了Java在并发编程方面的功能，使开发者能更好地应对现代多核处理器环境下的复杂并发问题。